Swift 中的内存管理与循环引用陷阱

题目

Swift 中的内存管理与循环引用陷阱

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

ARC原理,循环引用解决,weak与unowned区别,闭包捕获列表

快速回答

在Swift中处理循环引用的核心要点：

• 使用weak打破父-子对象间的循环引用（子对象引用父对象时）
• 使用unowned当引用对象生命周期相同或更长时（需确保不会访问已释放对象）
• 在闭包中使用捕获列表[weak self]或[unowned self]避免闭包强持有
• 对于值类型（如struct）无需担心循环引用

原理说明

Swift使用自动引用计数（ARC）管理内存。当两个或多个对象相互强引用时形成循环引用，导致内存泄漏。解决方案：

• weak：允许引用变为nil的弱引用（自动置nil）
• unowned：假定引用始终有效，访问已释放对象会触发运行时崩溃
• 闭包捕获列表：显式声明闭包捕获的引用关系

代码示例

class Parent {
    var child: Child?
    deinit { print("Parent deallocated") }
}

class Child {
    // 正确：weak打破循环
    weak var parent: Parent? 
    // 危险：unowned需确保parent生命周期更长
    // unowned let parent: Parent 

    var closure: (() -> Void)?

    init(parent: Parent) {
        self.parent = parent

        // 闭包循环引用示例
        closure = { [weak self] in
            // 必须使用weak self或unowned self
            print(self?.parent)
        }
    }

    deinit { print("Child deallocated") }
}

// 测试
var parent: Parent? = Parent()
parent?.child = Child(parent: parent!)
parent = nil // 正确释放

最佳实践

• 优先使用weak避免野指针崩溃
• 仅当对象生命周期严格长于当前对象时使用unowned
• 闭包中强制使用捕获列表声明引用关系
• 使用weak后需处理可选类型（self?）

常见错误

• 在闭包中直接使用self导致循环引用
• 错误使用unowned访问已释放对象
• 忽略[weak self]后对self?的可选处理
• 未注意协议声明中的class约束导致值类型循环引用误判

扩展知识

• 闭包捕获原理：闭包是引用类型，默认强捕获所有外部变量
• weak vs unowned性能：unowned无额外开销，但风险更高
• 调试技巧：使用Xcode Memory Graph Debugger检测循环引用
• 新特性：Swift 5.0引入@unknown和weakable提案讨论更安全的unowned